具有晶閘管電路的電路布置以及用于測試晶閘管電路的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種具有包括至少一個串聯(lián)電路的晶閘管電路的電路布置，所述串聯(lián) 電路具有至少兩個晶閘管。而且，本發(fā)明涉及一種用于測試這一晶閘管電路的方法。對于 電源電壓和冗余，使用數(shù)個晶閘管的串聯(lián)電路通常用于獲得足夠高的端子的阻斷電壓。由 此，可能例如避免晶閘管因過壓而受損。這樣做，期望或要求就其功能性得到測試的晶閘管 電路的晶丨?管。
【背景技術(shù)】
[0002] 就此，現(xiàn)有技術(shù)提供了啟示。鑒于由公開文件DE36 40 546 Al可知的用于測試晶 閘管的方法，可以使用適當?shù)男盘栆詫⒕чl管切換至導(dǎo)通狀態(tài)。邏輯電路驗證該晶閘管是 否處于其導(dǎo)通狀態(tài)，即使其控制輸入端子處無適當?shù)目刂菩盘?。由此能夠生成適當?shù)腻e誤 信號。而且，公開文件W093/11610 Al已給出了啟示：通過適當?shù)谋O(jiān)測邏輯電路來監(jiān)測柵極 關(guān)閉的晶閘管的電路的狀態(tài)。
[0003] 由公開文件DE 102 30 527 Al可知一種用于檢測電子功率組件的功能性的方法 及設(shè)備。它給出了給要測試的組件施加高頻電測試參數(shù)的啟示。測量測試參數(shù)造成的電壓 分布，并基于此確定測試組件的功能性。
[0004] 公開文件CN 10 18 06 853 A描述了一種用于測試晶閘管的在線方法。一個電阻 串聯(lián)連接到晶閘管，所述電陽連接到陽極。RC部件連接在陽極和晶閘管驅(qū)動器之間。晶閘 管驅(qū)動器的另外的端子連接到晶閘管的控制輸入及陽極。測量流經(jīng)由電阻及晶閘管構(gòu)成的 串聯(lián)電路的電流、以及電阻處的電壓和陽極與陰極間的晶閘管電壓，并傳送給控制設(shè)備?？?制設(shè)備對與串聯(lián)電阻并聯(lián)設(shè)置的開關(guān)供電，因此晶閘管上的電流和電壓能夠取決于該開關(guān) 是開還是閉而變化。取決于對開關(guān)的供電和電流及電壓的測量值，可能得出關(guān)于晶閘管的 功能性的結(jié)論。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 鑒于這現(xiàn)有技術(shù)，可以將提供一種簡單的測試晶閘管電路的方法視作本發(fā)明的目 的。
[0006] 通過展現(xiàn)專利權(quán)利要求1的特征的電路布置以及展現(xiàn)專利權(quán)利要求17的特征的 方法來達到這一目的。
[0007] 晶閘管電路包括一個以上串聯(lián)電路。各串聯(lián)電路包括至少兩個彼此串聯(lián)的晶閘管 組，各晶閘管組包括一個晶閘管或反并聯(lián)連接的兩個晶閘管?？梢越o串聯(lián)電路的第一端子 側(cè)施加電源電壓。串聯(lián)電路的相對的第二端子側(cè)充當節(jié)點，此處一一或多或少一一當串聯(lián) 電路的晶閘管導(dǎo)通時施加電源電壓。對于起始節(jié)點，能夠經(jīng)由大多數(shù)晶閘管組的串聯(lián)連接 阻斷電源電壓。
[0008] 電源電壓可以是直流電壓或交流電壓。假如它是直流電壓，每個晶閘管組一個晶 閘管就足夠了。假如電源電壓為交流電壓，各晶閘管組中可以有兩個反并聯(lián)的晶閘管。
[0009] 各晶閘管組具有一個RC部件。RC部件并聯(lián)連接到至少一個晶閘管，從而連接到各 晶閘管一側(cè)的陽極和另一側(cè)的陰極。RC部件包括包含電容器和第一電阻的串聯(lián)電路。在優(yōu) 選的實例實施例中，電容器另外并聯(lián)連接到第二電阻。
[0010] 而且，電路布置包括控制設(shè)備?？刂圃O(shè)備經(jīng)由控制線連接到晶閘管的控制輸入端 子?？刂圃O(shè)備旨在并適配為分別并單獨地控制晶閘管，因此當控制設(shè)備經(jīng)由各自的控制線 給其控制輸入端子施加控制信號以將晶閘管切換至導(dǎo)通狀態(tài)時，能夠單獨地將各晶閘管切 換至其各自導(dǎo)通的狀態(tài)。
[0011] 而且，控制設(shè)備適配為執(zhí)行測試序列。鑒于這一測試序列，優(yōu)選通過控制信號相 繼、單獨或成組地對晶閘管電路的全部或數(shù)個選擇的晶閘管供電。處理這一控制信號以將 晶閘管切換至其各自的導(dǎo)通狀態(tài)。僅有一個晶閘管或包括數(shù)個晶閘管的一個組能夠處于其 導(dǎo)通狀態(tài)。測試序列期間共享的串聯(lián)電路中能夠同時切換至導(dǎo)通狀態(tài)的晶閘管的數(shù)目取決 于串聯(lián)電路的尺寸。必須確保串聯(lián)電路剩余的阻斷晶閘管仍然提供充足的阻斷電壓。只有 測試序列中至少一個或所有之前導(dǎo)通的晶閘管又處于阻斷狀態(tài)，從而才在測試序列期間生 成用于另一晶閘管的控制信號。
[0012] 在電路布置的優(yōu)選實例性實施例中，晶閘管經(jīng)由控制信號在其控制輸入端子（柵 極）上接收電流脈沖，因而能夠轉(zhuǎn)入導(dǎo)通狀態(tài)。經(jīng)由控制信號由導(dǎo)通切換至阻斷狀態(tài)并不 必要，且在此處提供的晶閘管類型中也不可能。
[0013] 測試序列期間，串聯(lián)電路不能導(dǎo)通電流。對于電源電壓，串聯(lián)電路中存在的非導(dǎo)通 晶閘管提供足夠的串聯(lián)電路的阻斷電壓。測試序列期間生成控制信號后，由RC部件的電容 器中存儲的電荷產(chǎn)生將各自的晶閘管切換至導(dǎo)通狀態(tài)所需的晶閘管電流，所述晶閘管電流 需要至少對應(yīng)于晶閘管的保持電流。電容器一放電到由此生成的晶閘管電流低于保持電流 的值的程度，晶閘管就又返回其阻斷狀態(tài)。隨后，能夠經(jīng)由控制信號對測試序列中的下個晶 閘管供電。
[0014] 以這種方式，可能將單獨的晶閘管短期切換入其導(dǎo)通狀態(tài)，即使包含數(shù)個晶閘管 的串聯(lián)電路特別防止電流流經(jīng)串聯(lián)電路。無需額外的測量設(shè)備。晶閘管電路能夠由已為所 述晶閘管電路操作提供的控制設(shè)備測試。無需額外測試器件就能非常迅速地執(zhí)行晶閘管的 對應(yīng)測試。
[0015] 假如控制設(shè)備適配為一次僅將串聯(lián)電路的一個晶閘管或一組晶閘管電路切換成 導(dǎo)通狀態(tài)，這是有利的。
[0016] 有利的是，控制設(shè)備適配為在給晶閘管之一施加控制信號后的測試周期內(nèi)，至少 一次、或數(shù)次或連續(xù)地測量并評估這個晶閘管的陽極與陰極間施加的晶閘管電壓。由此可 以得到一個關(guān)于晶體管和/或其功能的狀態(tài)的結(jié)果。
[0017] 因此，測試序列期間，安排了通過特征電參數(shù)、例如晶閘管電壓，測試各自被供電 的晶閘管至導(dǎo)通狀態(tài)、并可選地返回阻斷狀態(tài)的切換。為了評估該晶閘管，能夠單獨或任意 組合地使用下列電參數(shù)：
[0018] -晶閘管的陽極與陰極間的晶閘管電壓，
[0019] -從晶閘管的陽極至陰極的晶閘管電流，
[0020] -晶閘管的柵極與陰極間的柵極電壓，
[0021] -施加給RC部件的電容器的電容器電壓。
[0022] 這樣做，可以例如鑒于RC部件的第一電阻上的電壓或通過與晶閘管組相關(guān)聯(lián)的 晶閘管驅(qū)動器內(nèi)的分別的功率轉(zhuǎn)換器確定晶閘管電流或緩沖器電流。
[0023] 利用晶閘管電壓，能確定是否可以觸發(fā)所測試的晶閘管，即能夠切換至其導(dǎo)通狀 態(tài)，且還能確定是否有晶閘管的短路電路。假如電壓已在控制脈沖之前或在觸發(fā)延遲期滿 之前降至關(guān)聯(lián)閾值之下，可以斷定存在晶閘管的短路電路。假如晶閘管電壓在觸發(fā)延遲期 過去后沒有減小，并降至關(guān)聯(lián)閾值之下，可以斷定存在觸發(fā)故障。
[0024] 而且，假如除了評估各晶閘管組的至少一個晶閘管外，還至少測試一次RC部件， 這是有利的。晶閘管一開始導(dǎo)通，RC部件的電容器就經(jīng)由第一電阻放電。與此一道產(chǎn)生的 最大晶閘管電流和初始最大電容器電壓能夠用來基于歐姆定律確定第一電阻的電阻值。假 如已知這一電阻值，可能通過確定電容器放電階段期間的晶閘管電流或電容器電壓，確定 電容器的電容和/或RC部件的時間常數(shù)（電容器的電容與電阻值的乘積）。由此，可能例 如測量RC部件的例如老化造成的組件變化。
[0025] 優(yōu)選地，控制設(shè)備可以適配為將所用的電參數(shù)，例如晶閘管電壓，與至少一個閾值 比較。另外，與此結(jié)合，還可能優(yōu)選地以在適當?shù)念A(yù)定持續(xù)時間內(nèi)另外必須到達或高于、或 低于預(yù)定閾值的方式，考慮電參數(shù)（例如晶閘管電壓）的變化的時序行為。
[0026] 例如，控制設(shè)備可以適配為在評估晶閘管電壓期間監(jiān)測測試周期，注意晶閘管電 壓是否減小。這樣做，優(yōu)選地可以預(yù)定第一閾值，并能監(jiān)測晶閘管電壓在測試周期內(nèi)是否降 至第一閾值之下。另外，還可能監(jiān)測在觸發(fā)延遲期（時間持續(xù)至自施加控制信號起晶閘管 電壓已跌至起始值的90% )內(nèi)或自施加控制信號起預(yù)定的導(dǎo)通延遲時間以下，晶閘管電壓 是否降至預(yù)定的第一閾值之下。
[0027] 而且，假如控制設(shè)備適配為監(jiān)測晶閘管電壓在測試周期內(nèi)是否先降后升，這是有 利的。特別與此結(jié)合，可能監(jiān)測晶閘管電壓是否在降至第一閾值之下后上升，并且例如升至 預(yù)定的第二閾值之上。
[0028] 實現(xiàn)晶閘管電壓在測試周期內(nèi)上升，是由于晶閘管由其導(dǎo)通狀態(tài)切換至阻斷狀 態(tài)。在優(yōu)選的實例性實施例中，實現(xiàn)此是因為由RD部件的電容器放電產(chǎn)生的晶閘管電流降 至維持晶閘管導(dǎo)通狀態(tài)必需的保持電流之下。晶閘管電流在測試周期內(nèi)的一個時間點降至 保持電流之下。
[0029] 有利的是，控制設(shè)備可以適配為監(jiān)測晶閘管電壓在預(yù)定的阻斷延遲時間內(nèi)升至第 二閾值之上。阻斷延遲時間始于電容器放電造成的晶閘管電流降至保持電流之下的時間 點。
[0030] 在優(yōu)選的實例性實施例中，控制設(shè)備包括數(shù)個晶閘管驅(qū)動器。晶閘管電路的各晶 閘管或各晶閘管組與一個晶閘管驅(qū)動器相關(guān)聯(lián)。晶閘管驅(qū)動器連接到關(guān)聯(lián)晶閘管或關(guān)聯(lián)晶 閘管組的晶閘管的控制輸入端子。優(yōu)選地，晶閘管驅(qū)動器具有能夠測量例如關(guān)聯(lián)晶閘管的 陽極與陰極間的晶閘管電壓的一個以上另外的測量端子。另外或替代地，可能例如經(jīng)由至 少一個測量端子測量或確定晶閘管電流。以能夠測量用于評估晶閘管和/或RC部件的上 述電參數(shù)的方式來選擇測量端子。
[0031] 在觸發(fā)并又阻斷晶閘管后，相較于串聯(lián)電路中的其余晶閘管電壓，施加給各自的 晶閘管組的晶閘管電壓不再相同。形成了一個電壓差。當控制信號對串聯(lián)電路的所有晶閘 管組一次供電時，又消除了串聯(lián)電路的晶閘管電壓間的這一電壓差。
[0032] 假如將交流電壓用作電源電壓，優(yōu)選地由電源電壓的同一相角生成用于所有晶閘 管組的控制信號。而且，假如由接近零交叉處的相角，例如電源電壓（交流電壓）的持續(xù)